Патент ссср 352479

 

352479

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К П АТЕНТУ

Сова Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №. Заявлено 17.1.1969 (¹ 1303779/26-25) М. Кл. G 01b 9 02, Приоритет 18.1.1968, № 698.821, CILIA

Комитет по делам изобретеиий и открытий при Совета тйииистров

СССР Опубликовано 21 IX.1972. Бюллетень № 28

УДК 535.854 (688.8) Дата опубликования описания 9.Х.1972

Автор изобретения

Иностранец

Джон Кент Боукер (Соединенные Штаты Америки) Иностранная фирма

«Айтек Корпорейшн» (Соединенные Штаты Америки) Заявитель

ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПОСТУПАТЕЛЬНОТО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ТЕЛА

Изобретение относится к интерференционным устройствам для измерения линейных смещений и предназначено для использования в качестве отсчетного узла измерения перемещений объекта в прецизионных станках, дешифраторах аэрофотоснимков, установках контроля печатных плат, системах управления и т. п.

Известные интерференционные устройства для измерения линейных перемещений, обладая высокой чувствительностью, реагируют не только на смещения отражательных поверхностей, но и на их развороты, что вносит погрешности в измерения и повышает требования к конструкции механизмов перемещения и устройства в целом.

Особенностью предложенного устройства является использование расходящегося светового потока и точечной диафрагмы, пропускающей в приемной части на счетчик интерференционных полос лишь лучи, отраженные строго нормально к отражающим поверхностям. Это обеспечивает зависимость показаний устройства только от перемещений объекта вдоль оси измерения и полную их независимость от всех остальных его смещений и разворотов.

Схема предложенного устройства, построенного на базе интерферометра Майкельсона, показана на фиг. 1 и 2.

Свет от лазера 1 фокусируется линзой 2 на точечное отверстие А в диафрагме 8, пройдя через которое, сферическим расходящимся пучком падает на полупрозрачную разделительную пластину 4 интерферометра. Часть светового пучка 5, отраженная полупрозрачной пластиной 4, направляется системой зеркал б, 7 на плоскую отражающую поверхность 8 перемещающегося плато 9, к которо10 му крепится исследуемый объект 10. Пропущенная пластиной 4 часть светового пучка 11 системой зеркал 12, 13, 14 направляется на вторую плоскую отражающую поверхность 15 плато 9, параллельную поверхности 8. Отра15 женные поверхностями 8 и 15 световые пучки возвращаются каждый своим путем на пластину 4.

Прошедшие в направлении диафрагмы 1б части пучков интерферируют. Точечное отвер20 стие В в диафрагме 1б пропускает на счетчик интерференционных полос 17 только те из лучей, отраженных от поверхностей 8 и 15, которые падают и, следовательно, отражаются под прямым углом к этим поверхностям.

25 Если поверхности 8 и 15 перпендикулярны оптической оси 18, то на счетчик полос. 17 попадут лучи, совпадающие с оптической осью. Если эти поверхности имеют с осью 18, например, угол а, то на счетчик попадут лучи

30 5а и 11а, составляющие угол а с оптической

352479 осью, но также перпендикулярные поверхностям 8 и 15. Повороты плато 9 не изменяют разности хода между соответствующими лучами, принадлежащими пучкам 5 и 11. Таким образом, смещения интерференционных полос вызываются лишь перемещениями плато

9 вдоль оси 18.

Отражающие поверхности плато 9 могут быть как наружными (фиг. 1), так и внутренними (фиг. 2).

На неподвижной части устройства имеется перекрестие 19 (фиг. 1), с которым поочередно совмещаются, например, точки С и D объекта 10 для измерения расстояния между ними в направлении оси 18 путем подсчета количества интерференционных полос, прошедших при этом через отверстие В диафрагмы 1б.

Плоскость поляризации лазерного излучения развернута относительно плоскости оптических осей интерферометра. Зеркало 12 имеет металлическое покрытие, которое создает относительный сдвиг фаз поляризационных составляющих, параллельных и перпендикулярных плоскости оптических осей, B счетчике полос эти составляющие разделяются поляризационной призмой и служат для определения направления смещения интерференционных полос.

В случае необходимости выполнения измерений на объекте вдоль двух координатных осей, плато 9 может иметь две пары взаимно перпендикулярных отражающих плоскостей, смещения которых измеряются с помощью двух интерференционных каналов, идентичных описанному. Оба интерференционных канала могут освещаться одним лазерным источником света.

Предмет изобретения

1. Интерференционное устройство для измерения поступательного перемещения тела, содержащее интерферометр по схеме Майкельсона, концевыми зеркалами которого служат две противоположные стороны пло10 скопараллельной пластины, связанной с объектом измерения; источник когерентного поляризованного излучения и средства для определения величины и направления смещения интерференционной картины, в том чис1S ле и средства сдвига фазы одной поляризационной компоненты в одной ветви интерферометра относительно другой, отличающееся тем, что, с целью устранения влияния на смещение интерференционных полос наклонов

20 плоскопараллельной пластины, непосредственно перед полупрозрачной пластиной интерферометра установлен источник света в виде светящейся точки, а в приемной части установлена диафрагма с круглым отвер25 стием, оптически сопряженным со светящейся точкой.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью определения поступательных смещений тела в двух взаимно перпендикуЗО лярных плоскостях, две пары взаимно перпендикулярных поверхностей пластины, связанной с измеряемым телом, выполнены плоскопараллельным, отражающими световые лучи в два интерференционных канала.

35 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что в нем установлен источник света, общий для обоих интерференционных каналов.

352479 11иг 1 Риг 2

Составитель Б. Арлов

Текрсд Л. Богданова

Корректор В. Жолудева

Редактор Т. Орловская

Заказ 3349/19 Изд. М 1352 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открьпий при Совете Мшьистров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2